提高地形图测绘精度与速度方法探讨.doc

提高地形图测绘精度与速度方法探讨中国民航学院JOURNALOFCIVILA%qT10NINsTlTuTEOFCHINA16No6DeodJer.1998提高地形图测绘精度与速度方法探讨刘胜十目&航学歪蚕:津)J=)2l7【提要】通过对地形图重要性的简要描述,提出了在实际测绘工作中比较实用的几种简便而迅速的测绘方法.它们对提高地形图删绘的精度及速度有很好的效果.关键词0前言芈.?.-_.?._.?._._._.一控制网地球表面复杂多样的形态,可分为地物和地貌两大类.地面上固定性物体称为地物,如河流,湖泊,道路和房屋等.地面上高低起伏的形态称为地貌,如山岭,谷地,陡崖和山头等.地物,地貌构成各种各样的地形.将地表面上的各种地形沿铅垂方向投影到水平面上,按一定比例尺缩小绘制成围,在图上仅表示地物的平面位置,我们称为平面图.如果在图上既表示地物的平面位置,又用特定的符号表示地貌,这种图我们称为地形图地形图上任意一线段的长度与地面上相应线段的实际水平长度之比,称为地形图的比例尺,为了满足经济建设,国防建设的需要,测绘和编制了各种不同比例尺的地形图.通常把1:1o0万,1:50万,1:20万称为小比例尺地形图;l:10万,1:5万和1:2.5万称为中比例尺地形图;l:1万,l:5000,1:2O(3O,1:l000和l:5oo称为大比例尺地形图,各项经济建设和国防建设都需要使用地形图来进行规划与设计.这是因为地形图是地表面形态的客观反映,在地形图上处理和研究问题有时候要比在实地上来的方便和迅速.在地形图上可以直接判定出各地面点的距离,高程和线段的方向,从而认识整个实地的地形情况,为改造自然提供可靠的资料,在城市规划建设中,首先要在小比例尺地形图上制定城市的中远期规划,然后在大比例尺地形图上进行近期详细规划.地形图在整个国民经济建设中起着非常重要作用,因此,提高地形图测绘的精度及速度是至关重要的.1问题的提出测量工作必须遵循从整体到局部,先控制后碎部的原则,首先建立控制网,然后根据控制网再进行碎部测量,最后成图.控制网分为平面控制网和高程控制网两种.平面控制网可采用导线测量或小三角测量方法建立.高程控制网可以采用三,四等水准测量或图根水准测量或三角测量来建立不论采用哪种施测方法,都要涉及到测角(含水平角,竖直角),水准测量,碎部测量固憧稿日期1997-10-06第16卷第6期刘胜:提高地形图测绘精度与速度方法探时l9此,把握这三项工作对提高地形图的测绘精度和速度是至关重要的.结合自己在工作中的一点经验体会,浅谈如何通过对这三项工作的改进,来提高大比例尺地形图测绘的精度与速度.2改进措施与方法2.1测角21.1测水平角角度测量是地形图测绘的一项重要工作,它的精确与否直接关系到导线的闭合或符合或三角形能否闭合及地形图的拼接效果因此,从这一步开始我们就应该取得较高的精度.目前,地形图测绘中水平角的测量方法是采用测回法和方向法所谓测回法,是在测站上只有两个方向时采用的方法,简言之就是测过去再测回来.如图l,AOB在测站0上只有两个方向OA,0B,我们采用测回法观测AOB它的精度要求为上,下半测回角值互差不超过40在导线测量或小三角测量的起始三角形或终止三角形中要性.因此,很有必要提高测回法的精度.围1AOB测回法被广泛采用,可见它的重具体的做法是:如图l中,测一反角,即DJ6级经纬仪照准部由OA方向转到OB方向读数记录以后,再继续顺时针转到OA方向,此时的水平度盘读数为终值.理论上终值应等于OA方向的初始读数如不相等,误差不超过l8则取OA方向初值与终值的平均读数,作为OA方向的初始读数,再与OB方向的读数相减,即为AOB的值.这种方法在测量上叫做归零.同理,取盘右进行下半测回的工作.经过实践检验,用此方法后,可使测回法的精度提高到上,下半测回不超过24由此可见,此方法大大提高了测回法的精度.2.12测竖直角测竖直角的目的是为了建立高程控制网,山区测图通常采用三角高程测量的方法.它是根据两点间的水平距离和竖直角计算两点间的高差.由于此方法要重新建立控制网,使DJ6级经纬仪重新对中,整平,因此,速度较慢.在实际测图工作中,本人建议按以下方法进行高程控制阿的建立.在测站上测完水平角以后,直接进行竖直角测量,同时量取本站仪器高度,读取目标高度(水准尺中丝读数)及望远镜内上,下丝读数即采用视距测量的方法使高差,距离同时测定.具体步骤如下:如图2,测站上安置DJ6经纬仪,对中,整平后瞄准B点.读取水平角,然后调节竖盘指标水准管,使气泡半影像吻合.读取竖直角,同时量取仪器高i及B点水准尺在经纬仪望远镜上的中丝读数和上,下视距丝读数,计算上,下视距丝读数之差,即视距间隔或尺间隔f.D=K?f?o0s&.式中,D为两点水平距离,单位:m:K为视距乘常数,K取100.甲国民航学院998年I2月h=K?f.sin2+i一口=D?tg+式中为高差,单位:m注意,虽然此方法速度怏,但精度相对较低.因此在使用此方法与平面控制网同时建立高程控制网时,应注意以下几点:A.必须进行竖直指标差的检验,校正;B必须严格消除视差;围2视距刹量c必须快速读取上,下丝读数,以减少意外因素的扰动;D.必须使水准尺竖直,最好使用带有水准气泡的水准尺;E视距间隔f与竖直角,必须盘左,盘右各观测一次,取其平均值,作为最后结果在实际测绘工作中,只要认真仔细对待以上几点,使用此方法建立的高程控制网,是可以满足精度要求的而测绘速度却比重新单独建立高程控制网要快许多2.2水准测量在上述工作中,我们已经测得各控制点高差,这一步工作的目的是要用水准测量的方法,引测高程控制网第一个控制点的高程.由于三,四等水准测量的精度较高,它用于建立小地区首级高程控制网.因此实际测绘工作中广泛采用此方法.表1三四等水准谢量记录表(双面R法)I下l下后l丝Ii;if壁水准尺读数平均测尺rJJ方向加黑站-高差备注及点号碱红编号后视距前棍距(in)号黑面红可视距差dd(1)f4)后(3)(8)(14)f2)(5)前f6)(7)(13)(1N)f9)(10)k为尺常数(1】)(t2)后油rl6)(171hm=47s7(15)1BM1km=4687BM,高程,27.Dl已知ZDl一动2每(9)(1o)Z-丰站f12)页检(3)+(8)】一(6j+(7)】一(15)+(16)1=2(18)檀总视距(9)h-rl第】6卷第61驯胜:提高地形囝测绘精度与建度方法探时21三,四等水准测量方法有双面尺法和变动仪高法两种.表l所示,为三,四等水准测量记录表格由表1可见,三四水准测量是比较复杂的,特别是它对视距的要求是很严格的.前后视距差(II)=后视距离(9)一前视距离(10);三等水准测量要求:前后视距差(I1)不得超过3in;四等水准测量要求:前后视距差(11)不得超过5m.前后视距积累差(12)=上站之(12)+本站之(II);三等水准测量要求:前后视距积累差(12)不得超过6in;四等水准测量要求:前后视距积累差(12)不得超过10m对于一条几百米或更长的水准路线,每一测站达到这个要求,对一些初次测绘的新手,在实际工作中,不掌握一定的方法,窍门是很难做到的.他们常用目估法或拉钢尺粗略量距等方法.这些方法一是不太准确,二足速度很慢,往往最后达不到要求而重新返工这里介绍一种简单而有效的方法来保证达到精度,且速度很快水准测量是要求把水准仪安置在两根水准尺大约中间位置,这主要是为了减弱I角误差的影响.如图3,按前进方向,后视A尺,前视B尺,分别读数记录.迁站时,后视尺A放到下一测站的前视位置C上,原前视尺B变为后视尺.如图4前进方向R图3水准划量第一站图4水准测量第二站如何保证前后视距大致相等坭?这里要用到水准仪的视距丝.如图5所示.图5十早丝赦尢像图6地特点剐绘图5中竖线为竖丝;长横线为中丝;上,下两条短线为横丝亦称视距丝.在第一测站中,先把后视尺立于已知高程的高级水准点A上(图3),水准仪安置于距A点大约30m左右的地方,精平后,读取中丝读数,然后再读取上,下丝读数,用上丝读数减下丝读数,其绝对值再乘以100,为后视距.用它为基准,立前视尺,首先读取上,下丝读数,相减后取绝对值乘100,它与后视距相比较,若相差符合三,四等水准测量要求,则满足前,后视距差(11)的要求.同理,在水准仪迁站后,先后视B尺(如4),读取三丝读数,计算后视距,再立前视尺C(如图4),根据后中国民航学院1998年I2月视距决定前视尺c的位置.如此反复,直到最后一测站.对于前,后视距积累差(12),我们可以根据每一站的前,后视距积累差(11)进行控制,调整,以保证前,后视距积累差(12)符合三,四等水准测量的要求.这种方法在实际测绘工作中,不仅速度快,而且精度也高本人认为此方法很有实用价值另外还有一种方法,它是采用测绳进行量距,保证前,后视距大致相等(一般一站误差不超过0.5m),且观测与量距分开进行.但此方法用于一等水准测量中,在工程测量中一般不使用.2.3碎部谢量控制测量,内业计算完成以后进人到碎部测量阶段在此主要介绍一下不可及地物.地貌点的测绘问题不可及点的测绘工作可采用施测支导线或迁站等方法,使不可及点变为可视点由于碎部测量精度要求较低,因此,可采用下述方法对不可及点进行观测2.3.1地物点如图6,测站上经纬仪只能看到第二排民房的两个点a,b,对于c点,可采用钢尺量距方法测出距离,又因一,二排民房平行,则可以绘出第二排民房.23.2地貌点对一些不可及的山谷最低点,陡崖最低点,可采用测出山谷,陡崖上端点对于山谷点,可按钢尺倾斜地段量距的方法,测出各等高距上的高差及距离;对于陡崖,若高差不大可采用悬垂钢尺的方法,测出最低点高差,然后展绘于图纸上;若高差较大,则必须迁站进行观测总之,对于碎部测量,应该尽量把地物,地貌,按比例尺要求详细测量并展绘到图纸上,同时还要提高测绘速度4结束语以上几点是结合实际工作经验提出的一些意见,方法,还不很成熟,望有关专家提出宝贵意见.总之,地形图测绘是一项复杂,辛苦的工作它要求测绘人员要有严谨求实的科学态度和吃苦耐劳,团结协作的集体主义思想在测绘过程中,及时发现问题,及时解决问题,在此基础上提高测